машинна формування

Виробництво великих серій однотипних виливків способами ручного формування ставало нераціональним і дорогим. Необхідно було максимально механізувати технологію виготовлення форм. У 1851 р на Всесвітній виставці в Лондоні була показана перша формувальна машина для формування труб. Цей час можна вважати початком машинного виробництва виливків. Однак треба зазначити, що механізація формувальних робіт розвивалася дуже повільно.
На початку XX ст. у багатьох промислово розвинених країнах ще існували примітивні формувальні машини, на яких форми набивали вручну. У ряді країн почали застосовувати гідравлічні пресові машини. Після першої світової війни з'явився новий спосіб виготовлення форм струшуванням, і струшують формувальні машини отримують швидке поширення. У ці ж роки для прискорення процесів формування та заливання форм почали встановлювати ливарні конвеєри. З'явилися перші поточно-механізовані лінії, оснащені струшувати машинами з механізованою подачею формувальної суміші; ливарні форми вже транспортували по конвеєру, вибивка форм після заливки була механізована, установку опок на машину, зняття полуформ з машини і складання форм здійснювали за допомогою вантажопідйомних механізмів. Але при всьому цьому залишалося ще безліч ручних операцій.
Розвиток механізації ливарного виробництва в царскойУкаіни значно відставало від рівня промислово розвинених країн Європи і США. Річна потужність найбільших ливарних цехів не перевищувала 10 тис. Т лиття (сучасні ливарні цехи в нашій країні мають річну потужність 100 тис. Т і більше виливків).
Процес автоматизації формувальних робіт в нашій країні можна розділити на три етапи. До 1941 г. - період індустріалізації, бурхливе зростання промисловості, будівництво нових ливарних цехів у складі великих заводів з високим ступенем механізації формувальних робіт, створення потокових і конвеєрних ліній виробництва виливків. Потужність ливарних цехів досягає 100 тис. Т придатних виливків на рік. В цей же період починаються інтенсивні наукові роботи з дослідження і створення нових способів машинного ущільнення ливарних форм.
Другий період охоплює 1945-1950 рр. коли поряд з відновленням народного господарства в нашій країні була створена галузь ливарного машинобудування, з'явилися заводи з випуску формувальних та інших ливарних машин, були створені нові способи ущільнення ливарних форм, такі, як пескометной формування, впроваджені пескострельние і піскодувні машини для отримання ливарних форм.
Період розвитку ливарного виробництва після 1950 р пов'язаний з розвитком комплексної механізації і автоматизації технологічних процесів виробництва виливків і в першу чергу зі створенням формувальних напівавтоматів і автоматичних формувальних ліній для серійного і масового виробництва виливків масою до 300-400 кг. Цей період характеризується створенням високопродуктивних формувальних автоматичних ліній на основі застосування комбінованих способів ущільнення формувальної суміші, таких як піскодувні-пресовий, струшування з підпресуванням, диференційоване пресування многоплунжерние головкою.
Слід особливо наголосити етап у розвитку ливарної технології, починаючи з 70-х років по теперішній час. Ці роки характерні створенням принципово нових технологічних процесів виробництва ливарних форм як для індивідуального, так і для масового отримання лиття. Подібні процеси - фізичні методи ущільнення - зовсім не схожі на традиційні способи формування як за механізмом ущільнення, так і за властивостями і складом формувальних сумішей. Фізичні методи отримання ливарних форм в даний час знаходяться в стадії розвитку і становлення. Можна очікувати, до кінця нашого століття і на початку майбутнього століття вони отримають широке застосування.
Розглянемо сучасні, найбільш поширені способи одержання ливарних форм на машинах: пресування і струшування.
На рис. 26, а показана схема так званого верхнього пресування форм. Модельну плиту 1 з укріпленою на ній моделлю 2 ставлять на стіл формувальної машини. На подмодельную плиту встановлюють опоку 3, а на неї - наповнювальну рамку 4. Після заповнення опоки і наполнительной рамки формувальної сумішшю піднімають стіл машини, і суміш ущільнюється. Ущільнення можна досягти також опусканням траверси 6 з колодкою 5. В тому і в іншому випадку суміш ущільнюється на висоту колодки 5. Потім колодка повертається у вихідне положення, і спеціальний механізм знімає полуформу з подмодельной плити.

Мал. 26. Пресова формування

На рис. 26, б показана схема нижнього пресування, при якому модель запресовується в формувальну суміш. Решта операції ідентичні.
На рис. 27 показаний спосіб ущільнення суміші струшуванням. Подмодельную плиту 1 з встановленою на ній моделлю 2 і опокой 3 встановлюють на стіл формувальної машини 4 (положення I). Опоку засипають формувальної сумішшю. Стіл машини піднімається на певну (30-100 мм) висоту за допомогою поршня 5, що пересувається в циліндрі 6 (положення II), і потім падає вниз разом з опокой, вдаряючись об перешкоду 7 (положення III), внаслідок чого і відбувається ущільнення суміші. Для того щоб ущільнити форму струшуванням, потрібно провести в деяких випадках до 100 ударів, і хоча час удару становить частку секунди, спосіб ущільнення струшуванням більш тривалий за часом, ніж пресування. Спеціальний механізм знімає готову полуформу зі столу формувальної машини, після чого форма надходить на збірку.

Мал. 27. Формування струшуванням

Так як чистого пресування не завжди достатньо для досягнення необхідного ущільнення формувальної суміші навколо моделі, а струшування НЕ ущільнює верхні шари суміші в опоки, то на практиці часто використовують машини, на яких форми ущільнюються струшуванням, а потім доуплотняются пресуванням. Такий спосіб ущільнення суміші отримав назву струшування з підпресуванням.
За ступенем механізації і автоматизації формувальні машини підрозділяються на машини з ручним керуванням, напівавтомати і автомати. У першому випадку формувальник машинного формування встановлює вручну або підйомним механізмом (електроталь, краном) опоку, з бункера засинає в опоку формувальну суміш і потім послідовно включає механізм ущільнення суміші і вилучення моделі з напівформи. Проставляння стрижнів і складання форми виконують або вручну (в залежності від габариту опок і їх маси), або за допомогою підйомних механізмів. Форми під заливку встановлюють на підлогу ливарного цеху або на безперервно рухається конвеєр. В даному випадку формувальник повністю звільнений від виготовлення полуформ.
На напівавтоматах операції подачі опок на формувальну машину, заповнення опоки сумішшю, ущільнення суміші, вилучення-моделі з напівформи відбуваються в автоматичному циклі. Формувальник бере участь лише в складанні форми. На автоматах всі операції виготовлення форми, включаючи збірку напівформи, здійснюються в автоматичному режимі. Формувальник, що працює на автоматах, стає оператором, який стежить за правильною роботою автомата. В даний час навіть простановку стрижнів в форму автоматизують за допомогою застосування спеціальних машин, які називаються роботами.
Роботизація формувальних робіт - один з основних напрямків автоматизації ливарного виробництва в нашій країні. Роботом називають механізм, що імітує діяльність людини і здатний замінити робітника. Перші роботи в ливарних цехах з'явилися кілька років тому, їх використовували для заливки форм на машинах лиття під тиском. В даний час роботи надають до формувальних автоматам для збірки форм, проставляння стрижнів, а так-- ж різних інших операцій формування.
Поряд з опочного формуванням, в останні роки отримали застосування автоматичні лінії безопочного формування. Принципова схема такої формування представлена ​​на рис. 28. Формовочная суміш надходить в бункер 1, з якого вона подається стисненим повітрям в робочий резервуар 2. З одного боку резервуара знаходиться рухома модельна плита 4, пересувається штоком 3 поршня циліндра, з іншого боку - поворотна плита 5. Бічні стінки обмежені стінками касети. Формувальнасуміш ущільнюється в результаті пересування модельної плити 4. Після ущільнення форми рамка 6 разом з поворотною плитою 5 відсувається, і модель витягується з напівформи. Модельна плита 5 піднімається вгору. Потім ущільнена півформа 7 пересувається штоком 3, в результаті чого утворюється безопочного стопка 8, 9. Шток 3 разом з рухомою плитою 4 повертається у вихідне положення і витягується з напівформи. Після цього всі операції повторюються. Така формування застосовується для отримання дрібних і середніх виливків (максимальний розмір форми 1000X900X600 мм); продуктивність автоматичних ліній безопочного формування досягає 600 форм на годину. Лінії безопочного формування знайшли широке застосування в нашій країні і успішно працюють на багатьох заводах.

Мал. 28. безопочного формування